图11 Au与O2、Cl−、Fe2 的反应及溶解和析出过程
与之类似的是,湿法冶金氯化提Au也包含这两个过程,即溶解与析出。通过在含Cl−溶液中通入 Cl2可将载Au矿物溶出[式(5)、式(6)],然后浸出液用金属粉末进行还原,从而析出Au [式(7)、式(8)]。具体化学反应如下所示。
尽管地球化学的自然过程与冶金学的人工过程属于两个不同的学科,但上述Au的迁移实例的相似性证明了两者都有相同的化学机理。
六、
总结和结论
地学周期表对元素周期表的重新解读与许多冶金学规律相关。新表中元素的地球化学规律与冶金方法关系紧密,即元素在自然矿物中的行为与其在冶金中的迁移和亲和性都很相似,具体可总结如下:
(1)高离子势和低离子势离子的提取通常可以采用湿法冶金的方法,而中等离子势的离子往往适合火法冶金提取;
(2)Goldschmidt的元素亲和性分类适用于冶金学中元素行为的分析,而地学周期表对同一元素的不同价态进行了更为准确的定义,而且对冶金过程中元素行为的描述更为精细;
(3)软/硬阳离子的亲氯和亲氟性的规律性特征可被用于冶金学。
总的来说,地球环境不仅产出大量的自然资源,其自然演化过程也为冶金过程提供了许多可借鉴的案例。利用地球化学规律来拓宽冶金视野是一种新的认识方法。
注:本文内容呈现略有调整,若需可查看原文。
改编原文:
Fenglong Sun, Zhongwei Zhao.An Interdisciplinary Perspective from the Earth Scientist’s Periodic Table: Similarity and Connection between Geochemistry and Metallurgy[J].Engineering,2020,6(6):707-715.